Роторно-дисковый гомогенизатор



Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор
Роторно-дисковый гомогенизатор

 


Владельцы патента RU 2414287:

ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам для перемешивания гетерогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы» и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Роторно-дисковый гомогенизатор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями. Каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями. Площадь отверстий на дисках ротора и их расположение подчиняются системе уравнений, а площадь отверстий на дисках статора, их расположение и количество также подчиняются системе уравнений. Технический результат состоит в снижении пульсаций потока обрабатываемой среды в аппарате, а также уменьшении вибрации ротора и износа подвижных частей. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания гетерогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы» и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для обработки высоковязких материалов, содержащее выполненный в виде полуцилиндров корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями и параллельные вращающиеся валы с поперечными дисками, установленные на расстоянии, меньшем диаметра дисков в радиальном направлении, валы снабжены продольными лопастями, укрепленными по периферии дисков вблизи внутренней поверхности корпуса, и в дисках выполнены радиальные прорези для прохода продольных лопастей смежного вала. На плоских поверхностях дисков выполнены выступы, а валы выполнены полыми для подвода теплоносителя. [А.с. СССР №458115, кл. B01F 7/10, Устройство для обработки высоковязких материалов / Исао Хайаси, Кенитиро Кондо. Заявлено 26.04.71. Опубликовано 25.01.75].

Недостатком данного устройства для обработки высоковязких материалов является повышенное потребление энергии на обработку сред, ввиду наличия двух валов, а также сложность изготовления дисков.

Известен диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с входной камерой, имеющей нагнетатель и распределитель, и с выходной камерой, подвижные и неподвижные диски, поочередно закрепленные соответственно на валу и на внутренней поверхности корпуса, при этом подвижные диски выполнены с ножевыми выступами, а неподвижные - с сегментными отверстиями, подвижные диски выполнены с сегментными отверстиями, расположенными около оси корпуса, неподвижные диски - с сегментными отверстиями на их периферии, а ножевые выступы - с заостренной передней кромкой, при этом все диски установлены с одинаковыми зазорами между ними. [А.с. СССР №1560287, кл. B01F 7/10, Диспергатор / Рассолов О.П., Батуров В.И., Бакшеев И.П., Браверманн П.Ф., Журавский В.Г., Фингер Г.Г. Заявлено 19.03.87. Опубликовано 30.04.90].

Недостатком данного диспергатора является сложность конструкции и низкая производительность устройства вследствие малой зоны обработки среды.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является гомогенизатор, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями, отверстия на дисках ротора и статора расположены по противоположно направленным спиралям или спиралям Архимеда с шагом 1,1-1,3 диаметра отверстий. [А.с. СССР №1494956, кл. B01F 7/10, Гомогенизатор / Шкарупа В.Ю., Стороженко В.Я., Панин Ю.Г., Парамонов В.И., Лыков В.Н. Заявлено 11.05.87. Опубликовано 23.07.89].

Недостатком данного гомогенизатора является неравномерность открытия отверстий, через которые проходит обрабатываемый материал в любой момент времени обработки, что вызывает неравномерность движения смеси через представленное устройство, увеличивая тем самым вибрацию ротора и, соответственно, износ подвижных частей устройства при перемешивании гетерогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы».

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения пульсаций потока обрабатываемой среды в аппарате, а также уменьшения вибрации ротора и износа подвижных частей устройства при перемешивании гетерогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы».

Указанная задача решается за счет того, что роторно-дисковый гомогенизатор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями и, согласно изобретению, каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями, причем площадь отверстий на дисках ротора и их расположение подчиняются системе уравнений:

а площадь отверстий на дисках статора, их расположение и количество подчиняются системе уравнений:

где S1, S2, S3, S4 - площадь отверстий диска ротора, м2 (согласно фиг.2);

φ1, φ3 - образующие углы усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад, (согласно фиг.2, 3);

r1, r2, r3, r4, r5 - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (согласно фиг.2, 3);

S - площадь отверстий диска статора, м2 (согласно фиг.3);

n - положительное четное число (2, 4, 6 …);

k - количество отверстий на статоре;

π=3,14159.

На фиг.1 показан роторно-дисковый гомогенизатор.

На фиг.2 показано сечение диска ротора.

На фиг.3 показано сечение диска статора.

Роторно-дисковый гомогенизатор содержит корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, в котором соосно установлены диски ротора 4 и статора 5 с отверстиями 6, причем каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями, а площадь отверстий на дисках ротора и их расположение подчиняются системе уравнений:

а площадь отверстий на дисках статора, их расположение и количество подчиняются системе уравнений:

где S1, S2, S3, S4 - площадь отверстий диска ротора, м2 (согласно фиг.2);

φ1, φ2 - образующие углы усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад, (согласно фиг.2, 3);

r1, r2, r3, r4, r5 - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (согласно фиг.2, 3);

S - площадь отверстий диска статора, м2 (согласно фиг.3);

n - положительное четное число (2, 4, 6 …);

k - количество отверстий на статоре;

π=3,14159.

Роторно-дисковый гомогенизатор работает следующим образом.

Под действием массовых сил или искусственно создаваемого избыточного давления обрабатываемая гетерогенная среда перемещается от загрузочного патрубка 2 к разгрузочному патрубку 3. При движении через отверстия дисков ротора 4 и дисков статора 5 гетерогенная среда подвергается интенсивному механическому воздействию, при этом компоненты среды эффективно перемешиваются.

Интенсивность механического воздействия достигается относительно высокой частотой вращения ротора, а также за счет возникновения значительных сдвиговых и деформационных воздействий на обрабатываемую среду.

С целью снижения пульсаций потока обрабатываемой среды в аппарате, а также уменьшения вибрации ротора и износа подвижных частей устройства при перемешивании гетерогенных сред расположение отверстий на дисках ротора и статора и форма отверстий выполнены таким образом, что в каждый момент времени обработки степень открытости, т.е. площадь совпадения отверстий ротора и статора, одинакова. Это достигается выполнением условий вышеприведенных систем уравнений.

Такой эффект достигается за счет того, что диск ротора и статора делится на сектора с углом в вершине, равным φ2. На диске ротора, как показано на фиг.2, в каждом из двух смежных секторов концентрическими окружностями радиуса r1, r2, r3, r4, r5 и углами φ1, φ2 образуются отверстия с площадью S1, S2, S3, S4. На диске статора в одном из двух смежных секторов концентрическими окружностями радиуса r1, r5 и углом φ2 образуется отверстие с площадью S. Площадь каждого отверстия ротора и статора определяется исходя из известной зависимости для расчета площади сектора окружности по радиусу и углу и равна , таким образом, после математических преобразований в системах уравнений записаны уравнения для расчета S1, S2, S3, S4 и S. Т.к. в каждый момент времени обработки гетерогенной среды площадь совпадения отверстий ротора и статора одинакова, то в каждом из двух смежных секторов ротора отверстие статора перекрывает одинаковую площадь отверстий ротора. Это значит, что площади отверстий ротора в смежных секторах равны, т.е. S1+S3=S2+S4. Количество секторов на роторе, определяемое углом φ2, должно быть четным, в виду наличия смежных секторов, т.е. . Т.к. на каждые два смежных сектора ротора приходится по одному отверстию статора, то их количество k, определяется как: .

Основное преимущество предлагаемого роторно-дискового гомогенизатора - снижение пульсаций потока обрабатываемой среды в аппарате, а также уменьшение вибраций ротора и износа подвижных частей устройства при перемешивании гетерогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы».

Роторно-дисковый гомогенизатор, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями, отличающийся тем, что каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями, причем площадь отверстий на дисках ротора и их расположение подчиняются системе уравнений:

а площадь отверстий на дисках статора, их расположение и количество подчиняются системе уравнений:

где S1, S2, S3, S4 - площадь отверстий диска ротора, м2 (согласно фиг.2);
φ1, φ2 - образующие углы усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад, (согласно фиг.2, 3);
r1, r2, r3, r4, r5 - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (согласно фиг.2, 3);
S - площадь отверстий диска статора, м2 (согласно фиг.3);
n - положительное четное число (2, 4, 6 …);
k - количество отверстий на статоре;
π=3,14159.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к осевым смесителям для измельчения и перемешивания гетерогенных систем «жидкость-твердые частицы» и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к перемешиванию гетерогенных и гомогенных систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердые частицы» и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания гетерогенных и гомогенных систем и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для создания колебаний в жидкой проточной среде и может быть использовано для проведения различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость».

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к аппаратам для перемешивания жидких неоднородных сред, может быть использовано в химической, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к смесительному устройству для смешивания порошкообразного растворимого экстракта, в частности кофе, с горячей водой для приготовления напитка.

Изобретение относится к агрегатам для смешения сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к углеродной промышленности и предназначено для приготовления углерод-углеродных композиций на основе твердого углеродного наполнителя и жидкого углеродного компонента.

Изобретение относится к измельчению материалов и может быть использовано в процессах диспергирования гетерогенных суспензий, в частности для придания кристаллическим веществам определенной, близкой к округлой, формы, которые в дальнейшем используются в композиционных составах

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, используемым в химической промышленности

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов, содержащих конгломераты, и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной, химической и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель содержит вертикальный цилиндрический корпус с коническим основанием, сужающимся книзу, перфорированные направляющие, крышку, на которой имеется загрузочный патрубок и подшипниковый узел, в котором закреплен вал. На валу смесителя крепится ротор в виде конуса, на внутренней поверхности которого в хаотичном порядке установлены углообразные турбулизаторы, угол и длина которых разнообразна, а на внешней - установлен рассеивающий диск. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса смешивания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Ускоритель содержит устройство загрузки материала, ускорительную насадку с приводом вращательного движения, состоящую из двух коаксиально расположенных полых, внешнего и внутреннего усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, внутренний из которых связан с устройством загрузки материала. В нижней части насадки расположены радиальные соосно установленные сопловые трубки, внутренние из которых подсоединены к внутреннему полому усеченному конусу, а внешние - к внешнему. При этом над насадкой размещена кольцевая пневмокамера, к которой подсоединены вертикальные патрубки, расположенные в кольцевой полости между полыми усеченными конусами, причем на внутренней поверхности внешнего конуса установлены лопасти для направления воздуха во внешние радиальные сопловые трубки, внешние концы которых имеют коническую форму. Изобретение обеспечивает высокую эффективность разгона частиц при упрощении конструкции и снижение энергозатрат. 2 ил.

Изобретение относится к центробежному турбонасосу для нагнетания двух различных текучих сред и может использоваться для получения смеси двух различных сред, для отделения дисперсных частиц от газов после их смешивания с жидкостью с последующим отделением ее от последних и т.п. Турбонасос включает корпус (4) с рабочей камерой (9), вал (7) с внешним приводом, рабочее колесо, установленное соосно на валу (7) внутри камеры (9). Колесо включает первый и второй диски (1, 2), расположенные соосно с осевым зазором между ними и имеющие входные отверстия (6) в центральной области. Колесо имеет вход первой текучей среды (5) для осевой подачи в осевой зазор между первым и вторым дисками (1, 2) через входное отверстие первого диска (1), вход второй текучей среды для осевой подачи в осевой зазор между первым и вторым дисками (1, 2) через входное отверстие (6) второго диска (2), выход для отвода первой и второй сред из периферийной области рабочей камеры (9). Колесо дополнительно содержит промежуточный диск (3), выполненный сплошным и расположенный соосно дискам (1, 2) с осевым зазором между ним и дисками (1, 2). Внешний диаметр промежуточного диска (3) выполнен меньше внешнего диаметра дисков (1, 2) и больше диаметра внешней окружности входных отверстий (6) дисков (1, 2). Турбонасос имеет простую конструкцию, что позволяет снизить его стоимость, энергопотребление и эксплуатационные расходы, а также повысить надежность. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической, строительной и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель содержит вертикальный цилиндрический корпус, эллиптические крышку и днище, ворошитель, выполненный в виде двух лопастей, вертикальный вал с размещенным на нем ротором. Основание ротора выполнено в виде диска, на котором концентрично установлен полый тонкостенный усеченный конус, соединенный с диском снизу меньшим основанием. С внешней стороны смесителя крепится гибкий шнек, выполненный в виде пружины. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса смешивания за счет создания внешней рециркуляции потоков материала. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания маловязких суспензий и эмульсий в осесимметричных емкостях. Устройство для перемешивания жидкостей включает емкость, спаренные диски и соосное с ними кольцо, установленные на валу с зазором, между которыми образуются верхние и нижние щели и полости, соединенные с верхними и нижними каналами. Щели выполнены в виде автономных радиальных отверстий, причем верхние отверстия соединены через нижнюю полость с нижним входным каналом, а нижние отверстия через верхнюю полость соединены с верхним входным каналом, и на внутренней поверхности емкости напротив радиальных отверстий смонтирован отбойник треугольной формы в сечении, одна из вершин которого направлена в сторону оси вала. Техническим результатом изобретения является более эффективное перемешивание и диспергирование жидких материалов в осесимметричных емкостях. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель содержит сужающийся книзу вертикальный конический корпус, крышку, на которой имеется загрузочный патрубок, вал, на котором крепится ротор, выполненный в виде диска, на котором концентрично установлен меньшим основанием полый тонкостенный усеченный конус с волнообразной верхней кромкой. На крышке закреплен направляющий диффузор. Изобретение обеспечивает повышение интенсивности протекания процесса смешивания сыпучих материалов. 1 ил.
Наверх